Differenza 4G e LTE, le bande in Italia

Gli operatori di telefonia mobile stanno da tempo facendo a gara per offrire quanta più banda possibile. Lo “standard” di riferimento per la connettività lontano da casa o dall’ufficio è il 4G, anche se la massima velocità di trasferimento dati è ottenibile solo nelle località della Penisola più importanti.

Ma qual è, innanzi tutto, la differenza tra 4G e LTE e come orientarsi fra le offerte dei vari operatori?

4G e LTE non sono la stessa cosa anche se, ormai, in forza del battage pubblicitario in essere da anni, i due termini vengono equiparati nel linguaggio comune.

Già nel 2008 l’ITU (International Telecommunication Union), organizzazione internazionale che si occupa di definire gli standard nelle telecomunicazioni e nell’uso delle onde radio, aveva definito le specifiche delle tecnologie 4G (di quarta generazione).
Purtuttavia, da allora, iniziarono ad essere presentate sul mercato tecnologie che – per definizione – non rispettavano le specifiche definite dall’ITU.
Tanto che l’ITU spiegò che WiMax e LTE non potevano essere considerate come 4G perché erano lontane dal fornire prestazioni in downstream e upstream proprie di tali tecnologie (ecco l’articolo che pubblicammo all’epoca: ITU: WiMax e LTE un’evoluzione ma non sono “4G”).

Il marketing però vinse e la stessa ITU, successivamente, iniziò a tollerare l’uso del termine 4G anche per WiMax e LTE anche se – si osservò – le due tecnologie potevano essere considerate di quarta generazione da punto di vista commerciale ma non da quello prettamente tecnico.

Per un lungo periodo, quindi, i dispositivi ma soprattutto le reti mobili, non hanno potuto soddisfare le aspettative degli utenti finali.

Le due tecnologie realmente considerate 4G dall’ITU sono però LTE Advanced e WiMax Release 2 (WirelessMAN-Advanced).

Le specifiche True 4G

L’appellativo True 4G è poco noto ma è quello usato dall’ITU per riferirsi alle tecnologie realmente di quarta generazione, che quindi possano offrire 1000 Mbps in downstream e 500 Mbps in upstream.
Nella categoria delle tecnologie True 4G ricadono appunto LTE Advanced e WiMax Release 2.

Va detto, comunque, che la Release 8 di LTE Advanced supporta “solamente” fino a 300 Mbps in downstream, specifica che – evidentemente – non rispetta la definizione True 4G dell’ITU. Solo con la Release 10 di LTE Advanced si è arrivati a toccare la soglia di 1000 Mbps in downstream.

Per quanto riguarda LTE, sebbene non possa essere – a stretto rigore – considerata una tecnologia di quarta generazione, le velocità di picco raggiungibili sono davvero notevoli. Quando si sceglie un dispositivo mobile, quindi, è bene verificare quale categoria il modulo radio LTE riesce a supportare:

È quindi bene optare ormai su dispositivi mobili che supportano almeno LTE Cat. 6 (fino a 300 Mbps in download).

Sia su LTE che su LTE Advanced (connettività pubblicizzata con i termini 4G+ e 4G Plus dai vari operatori) o, ancora, con 4G++ (ulteriore evoluzione che mira ad offrire ancora più banda), le aziende di telecomunicazioni stanno sempre più utilizzando la tecnica carrier aggregation.
Essa consiste nell’aggregare due o più bande di frequenza diverse tra quelle utilizzate per l’LTE. In Italia, ad oggi, sono state assegnate dal Ministero – attraverso un’asta pubblica – le bande a 800, 1800 e 2600 MHz.

LTE Advanced consente, sulla carta, di raggiungere velocità fino a 3 Gbps in downstream e di 1,5 Gbps in upstream: c’è quindi ampio margine, ancora, per lo sviluppo dell’ultrabroadband in mobilità.
Lo standard offre anche un’efficienza spettrale nettamente maggiore, permette di gestire simultaneamente un maggior numero di terminali client e c’è la possibilità di fare ampio utilizzo della tecnologia MIMO (vedere Che cos’è MU-MIMO e può davvero migliorare la connessione WiFi?.

Le bande LTE usate in Italia

Gli operatori di telecomunicazioni italiani si sono aggiudicati l’utilizzo delle seguenti bande di frequenza per l’erogazione del servizio LTE: 800, 1800 e 2600 MHz.

Le frequenze più elevate (i.e. 2600 MHz) consentono tipicamente di ottenere le velocità maggiori ma sono meno indicate per il superamento degli ostacoli. In generale, quindi, utilizzando i 2600 MHz, gli operatori possono coprire aree di minor raggio.

Di seguito le bande usate dai vari operatori italiani per erogare la connettività LTE.

Tra parentesi indichiamo anche le sigle corrispondenti con cui le varie bande vengono definite a livello internazionale. In Italia vengono usate le bande LTE B3, B7, B20 e B38 a 2600 MHz (TDD-LTE). A livello mondiale sono usate anche B1 (IMT-2100) e B28 (APT-700), entrambe in FDD-LTE e B40 (TDD 2300) in TDD-LTE.

– TIM: 800 MHz (B20), 1800 MHz (B3), 2600 MHz (B7);
– Vodafone: 800 MHz (B20), 1800 MHz (B3), 2600 MHz (B7);
– Wind: 800 MHz (B20), 2600 MHz (B7);
– 3 Italia: 1800 MHz (B3), 2600 MHz (B38, TDD-LTE).

Quando si acquista uno smartphone “di importazione” è quindi sempre bene quali frequenze LTE sono supportate dal modulo radio. Il problema è, per il momento, di solito con Wind che usa prevalentemente gli 800 MHz, frequenza che i terminali estremo-orientali spesso non supportano (vedere Miglior smartphone Android, gli aspetti da considerare nella scelta e Dual SIM Android, come scegliere e configurare lo smartphone).

Sui 2600 MHz, 3 Italia utilizza TDD-LTE (Time Division Duplex ossia duplex a divisione temporale). Viene cioè impiegata una singola banda di frequenza sia per le attività di trasmissione che di ricezione dei dati. L’informazione da trasmettere, indipendentemente dalla sua tipologia, viene inviata in forma sequenziale ma la banda disponibile viene suddivisa assegnando degli “slot temporali” a ciascuna operazione, sia in ingresso che in uscita.

Nel caso di TDD-LTE, quindi, tutte le trasmissioni sono concorrenti più che simultanee ma il risultato è comunque quello di una comunicazione full duplex.
Il vantaggio reale del TDD è la possibilità di usare un singolo canale dello spettro di frequenza (non c’è quindi spreco di banda o necessità di separare i canali). I contro consistono nel fatto che TDD necessita di timing ben precisi e quindi di una suddivisione e sincronizzazione delle finestre temporali senza approssimazioni.

Per LTE, in Italia è più “gettonato” l’utilizzo di FDD (Frequency Division Duplex): sono richiesti due bande di frequenza o canali separati per allestire la comunicazione bidirezionale. In questo modo, non v’è alcuna interferenza tra le attività di trasmissione e ricezione dei dati.
L’utilizzo di appositi filtri, permette di svolgere un’efficace separazione dei due segnali.
In termini di banda occupata, FDD richiede il doppio dello spettro impegnato da TDD; inoltre, tra le due bande dev’esserci una porzione dello spettro libera (che resta inutilizzata) e che serve come separazione.

Uno schema dell’occupazione dello spettro da parte degli operatori italiani è pubblicato a questo indirizzo.

Se si fosse in procinto di scegliere uno smartphone asiatico, quindi, è importante verificare attentamente le frequenze LTE supportate.
Tutti gli smartphone asiatici, infatti, permettono di connettersi sulla banda B38 a 2600 MHz TDD-LTE (nessun problema con 3 Italia) mentre pochi, ad oggi, supportano la banda B20 a 800 MHz FDD-LTE.

Nell’acquisizione delle licenze, 3 Italia si è comportata molto bene aggiudicandosi la banda B38 a 2600 MHz TDD-LTE che, come abbiamo visto in precedenza, è anche quella con il maggior numero di blocchi disponibili. La B38 è la banda più impegnativa in termini di realizzazione di infrastrutture di rete ma 3 Italia è riuscita ad accaparrarsela ad un prezzo interessante guardando soprattutto in ottica futura.
Una mossa che tornerà davvero utile ora che 3 Italia si è unita con Wind per creare un unico grande operatore: Wind Tre è operativa: investimenti per sette miliardi.

Per approfondire ulteriormente l’argomento, suggeriamo la lettura dei seguenti articoli:

– LTE in Italia: copertura, frequenze e velocità
– Migliorare la ricezione del segnale dati 3G e LTE su Android
– Migliori router LTE 4G wireless: guida alla scelta

Verificare la compatibilità di un dispositivo con le reti mobili degli operatori italiani

Per verificare se un dispositivo è compatibile o meno con gli operatori di telefonia mobile italiani, suggeriamo di fare riferimento a questo sito web.

Cliccando sul pulsante Browse devices in alto quindi scegliendo All devices oppure By brand, si potrà cercare il dispositivo mobile che si intende acquistare e controllare se, ad esempio, ci si potrà collegare alla rete 4G/LTE.

Utilizzando poi il pulsante Check country/carrier compatibility, digitando Italy nell’apposita casella di ricerca quindi facendo clic su Show details, si potrà controllare la copertura sull’intero territorio nazionale e soprattutto accertarsi di quali bande di frequenza sono effettivamente supportate.